Световой анализ насекомых повышает точность судебной хронологии

Исследователи из Техасского университета A&M разработали метод, использующий инфракрасный свет и машинное обучение для определения пола личинок падальных мух, найденных на человеческих останках. Этот подход может помочь следователям оценивать время смерти с большей скоростью и точностью.

Исследование, опубликованное в Journal of Forensic Sciences, возглавил аспирант Эйдан Холман из лаборатории Дмитрия Куруски, доктора философии, адъюнкт-профессора кафедры биохимии и биофизики.

Как биология падальных мух влияет на судебную экспертизу

В судебной энтомологии время колонизации насекомыми используется для оценки времени смерти на основе стадии развития мух на останках. Падальные мухи часто первыми колонизируют тело после смерти.

Самцы и самки изученного вида развиваются с немного разной скоростью — с разницей не менее девяти часов в зависимости от температуры, что может искажать посмертные оценки. На стадии личинки пол практически невозможно определить визуально, а существующие лабораторные методы требуют уничтожения насекомых для молекулярного анализа.

Новый метод использует спектроскопию: свет направляется на образец, и измеряется реакция его молекул. Способ рассеяния света создает уникальные «отпечатки пальцев», основанные на молекулярном составе насекомого, которые, как выяснили исследователи, могут указывать на его пол.

Инструмент для полевой работы

В исследовании ученые сначала разделили колонии мух по полу, затем использовали портативное устройство инфракрасной спектроскопии для сканирования живых личинок и получения спектров («отпечатков») на основе состава белков и жиров в насекомом.

Затем они протестировали три модели машинного обучения для сортировки личинок по полу с использованием спектров. Две модели показали точность более 90%, а наиболее успешная — более 95%.

Поскольку метод быстрый, требует только портативного устройства и не разрушает образцы, он может быть полезен в реальной практике, помогая строить специфичные для пола кривые роста.

«Вы можете использовать это портативное устройство в полевых условиях и при этом сохранить возможность провести дальнейшие тесты в лаборатории позже», — сказал Холман.

Применение: от места преступления до борьбы с вредителями

Хотя исследование было сосредоточено на судебной хронологии, метод может иметь более широкие последствия. Например, определение пола личинок может сыграть роль в биоконтроле с использованием насекомых, таком как метод стерильных насекомых, который основан на выпуске стерильных самцов для подавления популяций вредителей.

«Точное разделение личинок самцов и самок имеет потенциальные применения за пределами судебной экспертизы, включая сельское хозяйство и биобезопасность», — отметил профессор Аарон Тэрон.

Исследование демонстрирует потенциал междисциплинарной работы. «Мы берем передовую аналитическую химию и используем ее для общественного блага. Это отличный пример того, как междисциплинарная работа может решать практические проблемы», — сказал Куруски.